نجم " منكب الجوزاء " يغير لونه ويفقد إيقاعه و هو على وشك الانفجار

 تشير دراستان جديدتان إلى أن علماء الفلك من العصور القديمة وحتى يومنا هذا شاهدوا العملاق الأحمر الخارق ينبض على كتف كوكبة الجبار ، وكان النجم يواصل عرضه باستمرار. أفاد أحد الفريقين أن منكب الجوزاء ربما لا يزال يتعافى من حلقة التعتيم العميق قبل بضع سنوات. ويبدو أن النجمة قد وضعت مكياجها المائل إلى الحمرة قبل 2000 عام فقط ، قبل أن ترتدي اللون الأصفر ، كما يقول فريق آخر.

معًا ، يمكن لهذه الدراسات أن تخبر الباحثين عن الطريقة التي تنفث بها النجوم أحشائها في الفضاء وتلمح إلى المدة التي ستستغرقها قبل أن ينفجر منكب الجوزاء في مستعر أعظم.

يقول عالم الفلك إدوارد جينان من جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا ، الذي درس منكب الجوزاء لعقود ولم يشارك في الأعمال الجديدة: "هذا النجم يخدعك دائمًا". "تعتقد أنه لديك ، وفجأة ، يتغير."

التعتيم العظيم

في أواخر عام 2019 ، استحوذ منكب الجوزاء على انتباه علماء الفلك عندما ساد الظلام فجأة لعدة أشهر - وهو حدث يسميه علماء الفلك الآن التعتيم العظيم. قادت شهور من الملاحظات اللاحقة الباحثين إلى تفسير: لقد سعل النجم فقاعة كبيرة من البلازما. بردت هذه المادة ، وتكثفت إلى غبار وحجبت وجه النجم من منظور الأرض بعد أشهر (SN: 11/29/20). برد سطح النجم أيضًا ، مما ساهم في التعتيم (SN: 6/16/21).

ولكن ما حدث بعد ذلك كان مفاجئًا بنفس القدر ، فقد ذكرت عالمة الفيزياء الفلكية أندريا دوبري وزملاؤها في ورقة بحثية تم إرسالها في 2 أغسطس إلى arXiv.org. يبدو أن سطوع النبض المنتظم للنجم قد خرج عن السيطرة تمامًا.

في حياة منكب الجوزاء غير العظيمة ، كان سطوع منكب الجوزاء على مفتاح خافت شبه دوري. عندما كان النجم يتنفس للداخل والخارج - يتضخم قبل أن يتقلص مرة أخرى - ارتفع سطوعه لأعلى ولأسفل. يقول دوبري ، من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس: "على مدار 200 عام ، كان لديه تذبذب لطيف لمدة 400 يوم في السطوع. ولكن هذا ذهب الآن."

ومنذ ذلك الحين ، أصبح هذا الإيقاع المنتظم غير منتظم. يقول دوبري ، بدلًا من استخدام عزف عادي ، فإن التذبذبات "مثل الغسالة غير المتوازنة ، تنتقل" ونكا ونكا ونكا ".

يقول دوبري إن هذا الاضطراب هو علامة على أن النجم يكافح للتعافي من فقد المواد في عام 2019. لقد حسبت أن منكب الجوزاء أطلق عدة أضعاف كتلة القمر من سطحه ، تاركًا وراءه بقعة كبيرة باردة. تتدحرج بلازما سطح النجم عندما تعود إلى حالة التوازن.

إذا كانت هذه الصورة صحيحة ، فهذا يعني أن الكواكب العملاقة الحمراء مثل منكب الجوزاء يمكنها رش المواد في الفضاء بين النجوم في رشقات منفصلة ، بدلاً من التدفق المستمر. من المهم معرفة ذلك لأن العديد من العناصر التي تتكون منها الكواكب والأشخاص تشكلت في النجوم التي تمر بما يمر منكب الجوزاء الآن. يمكن أن تخبرنا دراسة آلام منكب الجوزاء المتزايدة ومخاض الموت عن أصولنا.

لكن في حين أن صورة منكب الجوزاء متماسكة ، فإنها لا تزال تخمينية ، كما يحذر غينان.

أحد العوامل المربكة هو مجموعة جديدة من الملاحظات من Betelgeuse خلال فترة الأربعة أشهر عندما يكون عادةً خارج نطاق الرؤية. من مايو حتى أغسطس من كل عام ، يكون Betelgeuse قريبًا جدًا من الشمس من منظور الأرض بحيث لا يمكن رؤيته في الليل. عادة ما يترك ذلك فجوة في مجموعات البيانات الخاصة بعلماء الفلك الذين يتتبعون سلوكه الدوري.

لكن المراقب الهواة Otmar Nickel من مدينة ماينز بألمانيا طور تقنية لقياس سطوع منكب الجوزاء باستخدام صور متعددة تم التقاطها خلال النهار. تعتبر ورقة دوبري أول ورقة تتضمن بيانات النهار.

يقول جينان: "هذا رائع". "يمكنك متابعة النجم على مدار السنة."

قد تكشف هذه الملاحظات الإضافية عن تغييرات متكررة كانت دائمًا موجودة ، بدلاً من التقاط شيء جديد حقًا. يقول جينان: "تلك الاختلافات الصغيرة التي تراها ... يمكن أن تكون موجودة بسهولة قبل التعتيم العظيم".

يتوقع فريق دوبري أن الغبار المفقود من Betelgeuse يمكن أن يصبح مرئيًا لبعض التلسكوبات على الأرض في عام 2023. "سيكون هذا دليلًا" على أن تغيرات السطوع كانت بسبب انفجار واحد ، كما يقول جينان.

رؤية الأصفر

إن Great Dimming ليست المرة الأولى التي يسجل فيها البشر تغييرًا كبيرًا في شخصية منكب الجوزاء. منذ ألفي عام ، كان النجم بلون مختلف تمامًا ، كما ذكر عالم الفيزياء الفلكية رالف نيوهاوزر وزملاؤه في بحث نُشر في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

حلل الفريق الأوصاف القديمة لأكثر من 200 نجم كان من المفترض أن تكون ألوانها مرئية بالعين المجردة في بضعة آلاف من السنين الماضية. وجد الفريق أن معظم النجوم التي لوحظت على مدار تاريخ البشرية كان لها نفس اللون المسجل في الماضي كما يظهر اليوم. لكن ليس منكب الجوزاء.

عالم الفلك الروماني القديم Gaius Julius Hyginus ، الذي عاش من حوالي 64 قبل الميلاد. إلى 17 م ، ويعتقد أنه كتب العمل اللاتيني De Astronomia ، وصف النجم الموجود في الكتف الأيمن من Orion له لون مشابه لزحل - وهو أصفر. المنجم والمحفوظ سيما تشيان ، الذي كان يعمل خلال عهد أسرة هان الصينية حوالي 100 قبل الميلاد ، وصف النجم بشكل مستقل بأنه أصفر. من الواضح أن المراقبون من الثقافات القديمة الأخرى تركوا Betelgeuse خارج قوائم النجوم الحمراء.

"فكرت ،" أوه ، كيف يمكن أن يكون هذا؟ "يقول Neuhäuser ، من AIU Jena في ألمانيا. "لم أكن أتوقع مثل هذه النتيجة ... للعثور على نجم يتغير لونه في الزمن التاريخي."

لون النجم هو علامة على مرحلته التطورية (SN: 7/23/21). عندما تحترق النجوم من خلال وقود الهيدروجين الموجود في قلبها ، فإنها تنتفخ وتطرد الغازات إلى الفضاء. هذا التمدد يجعل درجات حرارة سطحها تنخفض ، وتغير لونها من الأزرق إلى الأحمر في وقت قصير إلى حد ما - حوالي 10000 سنة بالنسبة لنجم عملاق مثل منكب الجوزاء ، الذي تبلغ كتلته حوالي 14 ضعف كتلة الشمس.

يشير هذا التغيير اللوني الحديث نسبيًا إلى أن منكب الجوزاء قد وصل للتو إلى نهاية حياته الحارقة للهيدروجين وأصبح العملاق الأحمر الذي نعرفه اليوم بينما كان المراقبون البشريون يشاهدون.

يقول Neuhäuser: "إنها متوافقة تمامًا مع المعرفة الفيزيائية الفلكية". "كان من الممكن توقع ذلك ، لكن لم يتحقق أحد حقًا."

هذه النتيجة تعني أن أي شخص ينتظر منكب الجوزاء للذهاب إلى مستعر أعظم سينتظر طويلاً. إذا أصبح النجم للتو عملاقًا خارقًا في آلاف السنين القليلة الماضية ، فسيبقى أمامه أكثر من مليون سنة قبل الازدهار.